A megfelelő wolfram elektróda kiválasztása

A megfelelő wolfram elektróda kiválasztása

By 11.1 min readPublished On: szeptember 27, 2021

SEGÍTSÉG, MELYIK WOLFRAM ELEKTRÓDÁT HASZNÁLJAM!

A wolfram egy ritka fémelem, amelyet a gázzal működő wolfram elektródás hegesztéshez (GTAW) használt elektródák előállításához használnak. De hogy mindez érthetőbb legyen a szöveg további részében a már jobban ismert TIG hegesztési folyamatot fogjuk használni, a GTAW helyett. A TIG eljárás a wolfram keménységétől és a magas hőmérséklettel való ellenállástól függ, valamint a hegesztési áramot a hegesztőívbe továbbítja. Mindenképpen pedig elmondható, hogy a fémek közül a wolframnak van a legmagasabb olvadáspontja, amely megközelíti a 3410 Celsius fokot.

Így nem meglepő, hogy a wolfram elektróda kiválasztása igazi kihívás lehet, hiszen fontos az anyagvastagsága és az elektróda átmérőjének összehangolása, mivel a nagyobb átmérő választásával az ív stabilitását csökkenti.

A wolfram elektródák különböző méretekben és hosszúságban kaphatók. Vannak, amelyek teljes egészében wolframból vannak, de van más ritka földfémes elemek és azok oxidjainak ötvözetéből állnak. A TIG eljáráshoz használt elektróda kiválasztása az alapanyag típusától és vastagságától, valamint váltakozó áramú (AC) vagy egyenáramú (DC) hegesztési eljárástól függ.

A wolfram elektródák hegyének kidolgozása is fontos, mivel lehet hegyesre, lekerekítve vagy vágottra csiszolni. A hegesztési anyagtól függően a csiszolási módszer és eljárás is nagymértékben befolyásolhatja a hegesztési eredményt, azaz a hegesztési varratot. Minden egyes wolframelektróda egyedi színkóddal van megjelölve. Az elektróda vége színes, ami pontosan azonosítja az elektróda típusát.

A wolfram elektródák leggyakoribb típusai a következők:

  • WP Zöld – Tiszta Wolfram
  • WT20 Piros
  • WL15 Arany
  • WC Szürke
  • WT40 Narancssárga
  • WL20 Kék

A következő sorokban a wolfram elektródák leggyakoribb típusait fogjuk bővebbel leírni.

WP Zöld – Tiszta Wolfram

A tiszta wolfram összetételű elektróda jelzése zöld, ez váltóáramú AWI hegesztéshez a legalkalmasabb. Az összetétele 99,50%-ban wolframot tartalmaz. Az összes elektródák közül a leggyorsabban használódnak el, így az olcsóbb árkategóriába tartoznak.

Ezek az elektródák hevítéskor tiszta, gömb (kalota) alakú véget képeznek, és így nagy ívstabilitást biztosítanak a váltakozó áramú hegesztéskor (AC). A tiszta wolfram elektródák jó ívstabilitást biztosítanak a szinusz hullámú hegesztéskor, különösen alumínium, magnézium és ötvözetek hegesztésekor. Általában nem használják egyenáramú hegesztéshez, mert nem biztosítja azt az erős ívet, amelyet általában a wolfram elektródák biztosítanak, mint pl. a piros wolfram elektróda.

WT20 Piros

Az egyszerű használata és a hosszú élettartalmának köszönhetően a piros színkódos wolfram elektróda a leggyakrabban használt. Összetétele 97,30 százalékban wolframot és 1,70-2,20 százalékban pedig tóriumot tartalmaz, ezért gyengén radioaktív. A tórium megnöveli az elektróda elektronsugárzási jellemzőit, ami javítja az ív lendületét és nagyobb hegesztési teljesítményt tesz lehetővé. Ez az elektróda jóval az olvadási hőmérséklet alatt működik, ami jelentősen alacsonyabb kopást eredményez. Más elektródákkal összehasonlítva a tóriumos wolfram elektródák kevesebb wolframot juttatnak a hegesztési olvadékba, és ezért kevesebb hegesztési szennyeződést okoznak.

Ezeket az elektródákat elsősorban speciális váltakozó áramú hegesztéshez (DC), például vékony alumíniumlemezek és 1,5 mm vastagság alatti anyagok, valamint szén- és rozsdamentes acélok, nikkel ötvözetekhez és titán egyenáramú hegesztéséhez használják.

Ezen elektródák gyártása során a tóriumot egyenletesen keverik a wolframmal, ami segít a wolframnak abban, hogy a csiszolás után megőrizze éles élét, ami fontos a vékony acél hegesztéséhez.

WT40 Narancssárga

A cérium wolfram elektródák legalább 97,30% wolframot és 1,80 – 2,20% cériumot tartalmaznak. Ezek az elektródák egyenáramú hegesztésnél működnek a legjobban, alacsony áramerősség mellett, de használhatók váltakozó áramú hegesztési eljárásokban is. Használható mint a tórium wolfram helyettesítése is, hiszen csak némi eltérés van az elektromos tulajdonságokban. Az alacsony áramerősségnek köszönve kiváló ívű hegesztést biztosít. A cérium wolfram népszerűvé vált az olyan alkalmazásokban, mint az orbitális csövek, a vékony fémlemezeken végzett munka, valamint a kis és kényes alkatrészekkel végzett munka használatakor.

A tórium mellett szénacél, rozsdamentes acél, nikkelötvözetek és titán hegesztéséhez használható a legjobban. Nagyobb elektródák használata nagyobb áramerősség mellett nem ajánlott, mert a nagyobb áramerősség hatására az oxidok gyorsan átkerülnek a csúcson lévő forróságba, és így eltávolítják az oxidtartalmat, és ezzel a hegesztés előnyeit semlegesítik.

WL15 Arany

A lantán wolfram elektródák legalább 97,80% wolframot és 1,30-1,70% lantánt tartalmaznak. Az elektródák kiváló ívgyújtás, jó ívstabilitás, alacsony kopási szintet és a visszagyújtási lehetőséget nyújtanak. Sok tekintetben hasonlítanak a cérium wolfram elektródákhoz. Egyes esetekben az 1,5 %-os lantánelektródák teljesen helyettesíthetik a 2 %-os tórium elektródát, a hegesztési paraméterek jelentős megváltoztatása nélkül.

A lantán wolfram elektródák ideálisak a hegesztési teljesítmény optimalizálásához. Jól működnek negatív váltóáramú vagy egyenáramú, hegyes végű elektródákon, vagy használhatók váltóáramú hegesztéshez. A lantán wolfram hegesztés közben éles hegyet tart fenn, ami nagy előnyt jelent acél és rozsdamentes acél egyen- vagy váltóáramú négyszögáramú hegesztésénél.

A tórium wolframtól eltérően ezek az elektródák váltakozó áramú hegesztésre is alkalmasak, és a cérium wolfram elektródákhoz hasonlóan lehetővé teszik az ív indítását és karbantartását alacsonyabb feszültségen. A tiszta wolframhoz képest 1,5 % lantán hozzáadásával körülbelül 50 %-kal növelik a maximális áram vezetőképességet adott elektródméret mellett.

WC Szürke

A szürke wolfram elektródák ritkafém-oxidok vagy különböző oxidok hibrid kombinációinak meghatározatlan mennyiségű hozzáadását tartalmazzák, de a gyártóknak a csomagoláson fel kell tüntetniük minden egyes hozzáadást és annak százalékos arányát. Az adalékanyagoktól függően a kívánt eredmények közé tartozhat a stabil ív mind a váltakozó és egyenáramú folyamatokban, a tórium wolframnál hosszabb élettartam, a kisebb átmérőjű elektróda használata ugyanahhoz a munkához, a nagyobb áram használata hasonló méretű elektródákhoz, és kevesebb wolfram lerakódás a hegesztett fémen.

MIÉRT FONTOSAK A WOLFRAM ELEKTRÓDOK VASTAGSÁGA ÉS ÁTMÉRŐJE KIVÁLASZTÁSA

A következő táblázat segítségivel megtekintheti az ajánlott paramétereket a wolfram elektróda terhelhetőségéről. Általában a vékonyabb elektróda jobb hegesztési ívgyújtást biztosít, mint a vastagabb. Ugyanakkor a vékonyabb elektróda gyorsabban kopik. Ha egy adott hegesztési áramhoz túl vastag elektródát választunk, az ív a hegesztés során instabil lehet, ami természetesen befolyásolja a hegesztés minőségét és látványát.

Ábra 1: TIG hegesztésre való paraméterek, wolfram elektróda terhelhetőségtől függően

A wolfram elektródák előkészítése, csiszolása – hegyes, lekerekített vagy vágott hegy?

Amikor megtörténik az igazi elektróda kiválasztása, azok után a wolfram elektróda csiszolásának módszere következik. A három leggyakoribb módja ennek a hegyes csiszolás, lekerekített csiszolás és a vágott csúcs csiszolás.

A lekerekített hegyet általában a zöld színkóddal ellátott tiszta wolfram elektródákon használják, és a szinusz hullámos és a hagyományos négyszöghullámos TIG hegesztőgépeken AC eljárásban (váltakozó áramú hegesztés) ajánlott használni. A wolfram elektróda csúcsának megfelelő kialakításához egyszerűen alkalmazza az adott elektróda átmérőjéhez ajánlott váltakozó áramot (1. ábra), és az elektróda végén egy kerek csúcs fog kialakulni. A kialakított gömb átmérője nem haladhatja meg az elektróda átmérőjének 1,5-szeresét (pl. egy 1,6 mm átmérőjű elektróda lekerekített alakú csúcsának átmérője kb. 2-2,5 mm legyen). Egy nagyobb gömb az elektróda csúcsán csökkentheti az ív stabilitását. A lekerekített csúcs le is eshet, ami pedig elszennyezheti a hegesztési varratot.

A wolfram elektródák csiszolása, előkészítése

Az inverteres hegesztőgépekkel egyen- vagy váltakozó áramú hegesztőárammal végzett TIG hegesztésnél a wolfram elektródákat hegyesre vagy elvágottra csiszolják. A csiszoláshoz speciális, wolfram csiszolásához tervezett csiszolókorongok használatát javasoljuk az elektróda szennyeződésének elkerülése érdekében. Legjobban a gyémántkerekek működnek.

A tórium wolfram elektródák csiszolásakor legyen figyelmes a folyamatos por eltávolítására és a kellő szellőztetésre. Az ott keletkező por mérgező és az egészségnek káros. Így fontos a gyártó utasításait követni!

Az elektródát a csiszolókoronggal párhuzamosan csiszolják, így a csiszolási nyomok az elektródához képest hosszirányban helyezkednek el, ami stabil ívet biztosít, és csökkenti a hegesztési szennyeződés lehetőségét.

Az elektróda végén lévő kúp ne legyen nagyobb, mint az elektróda átmérőjének 2,5-szerese. Például egy 1,6 mm-es elektróda esetében a kúpnak kb. 4 mm hosszúnak kell lennie. Az ilyen földelt elektróda jobb gyújtást és fókuszáltabb hegesztési ívet biztosít.

Vékony anyag hegesztése esetén nagyon kis áramerősséggel (0,1-1,00 mm) a legjobb, ha az elektródát a hegyben élezi. Ebben az esetben a kihegyezett kúp biztosítja a maximális ívkoncentrációt, és így megakadályozza, hogy túl sok hő kerüljön a hegesztési elemre. A gyakorlatban ez a hegesztési varrat kisebb hajlítását jelenti.

A wolfram hegesztőkúp használata nem ajánlott nagyobb hegesztési áramok esetén. A nagyobb hegesztési áramok a hegyes elektróda leesését és a hegesztési varrat szennyeződését okozhatják. Nagyobb áramerősséggel történő hegesztéskor a legjobb, ha az elektróda hegyét ellapítjuk, lecsiszoljuk. Tehát élezze meg az elektródát a fent leírtak szerint, majd enyhén csiszolja le a hegyét. Az elektróda csúcsán lévő sima felület megakadályozza a wolfram átjutását az ívben. Megakadályozza a gömb kialakulását is.

Természetesen léteznek speciális elektródacsiszolók a wolfram elektródák csiszolásához, de a magas költségek és a nem elérhetőségük miatt itt csak ezeket említjük meg. Ha követi a wolfram elektródák kiválasztására és előkészítésére vonatkozó utasításokat, akkor speciális gépek és eszközök nélkül is kiváló eredményeket érhet el.

Olvass tovább

Olvass tovább

  • november 7, 2022

  • október 8, 2021

  • szeptember 27, 2021